JPH04132011A - 薄膜磁気ヘッド用スライダの加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気記録装置に用いられる薄膜磁気ヘッドに
係り、特に、ホトリソグラフィおよびドライエツチング
技術によって薄膜磁気ヘッド用スライダを高精度で生産
性よく加工する方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、磁気ディスク装置においては、情報量の増大とと
もに高記録密度化が要求されている。このため、記録媒
体への記録、並びに記録媒体からの再生を行う薄膜磁気
ヘッドのスライダでは浮上量低減が要求され、スライダ
加工の微細化、高精度化が急務となっている。

従来から、薄膜磁気ヘッドのスライダ加工は機械加工に
よって行われてきたが、微細化の観点から限界があり、
新たな加工方法の開発が望まれていた。近年、半導体素
子などの製造に使用されているドライエツチング技術に
よって、薄膜磁気ヘッドのスライダを加工する方法も検
討されている。

例えば、特開昭６０−１３６０２５号公報などに見られ
るが、いっそうの精度向上、製品の歩留りや量産性向上
等の観点から、新たな高性能の加工方法の開発が強く望
まれていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上述した従来技術における欠点を解消するも
のであって、半導体素子等の製造に広く利用されている
ホトリソグラフィ技術およびドライエツチング技術を用
いて、薄膜磁気ヘッドのスライダ加工を行う方法であっ
て、特に、精度、生産性、製品の歩留り、コスト等の面
において優れた薄膜磁気ヘッド用スライダの加工方法を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記本発明の目的を達成するために、薄
膜磁気ヘッドのスライダ用材料およびスライダの加工プ
ロセスについて種々検討した結果、感光性を有し、酸素
プラズマエツチングに対する耐性を有するレジスト材料
と、ドライエツチング耐性に優れた有機レジスト材料と
をマスク材として薄膜磁気ヘッドのスライダ部をドライ
エツチング加工すれば良いことを見い出した。すなわち
、本発明は、感光性を有し、酸素プラズマエツチングに
対する耐性を有するレジストパターン（上層レジストパ
ターン）をマスクとして、酸素プラズマエツチングによ
りパターニングされた有機レジストパターン（下層レジ
ストパターン）よりなる２層レジストパターンをマスク
として、薄膜磁気ヘッドのスラ看ダ部をアルゴンガス等
を用い、イオンエツチング法などの方法により精密に加
工するものである。

以下に、本発明の薄膜磁気ヘッド用のスライダの加工方
法について具体的に説明する。

現在、半導体素子製造におけるホトリソグラフィ技術に
おいては、アルカリ可溶性樹脂（例えば、フェノールノ
ボラック樹脂など）と感光剤（例えば、ナフトキノンジ
アジド化合物など）を含むアルカリ現像型のポジ型ホト
レジストが用いられている。これらは、露光部がアルカ
リ現像液に可溶化し、ポジ型のレジストパターンが得ら
れるものであり、ハロゲンガス等のドライエツチングに
対する耐性を有している。また、このようなアルカリ現
像型のポジ型ホトレジストは、感度、解像度に優れてい
る。しかし、レジスト膜が厚くなると、解像度や転写精
度が低下する。また、このようなレジスト材料は、酸素
プラズマによるドライエッチングにより容易にエツチン
グされる。

そこで、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダの加工方法
は、上記したアルカリ現像型のポジ型ホトレジストなど
のドライエツチングに対す゛る耐性に優れた有機レジス
ト材料を加工すべきスライダ上に塗布し、ハードベーク
して下層レジスト膜を形成し、その上に酸素プラズマエ
ツチングに対する耐性に優れたレジストを塗布して上層
レジスト膜を形成し、この上層レジスト膜をホトリソグ
ラフィ技術によりパターニングして、露出した下層レジ
スト膜を酸素プラズマエツチングにより除去することに
より２層レジストパターンを形成し。

これをマスクとしてスライダをエツチング加工するもの
である。

本発明において使用される酸素プラズマエツチングに対
する耐性に優れたレジスト材料（感光性材料）としては
、アルカリ現像型の有機ケイ素系レジスト材料が望まし
い、特に、感度、解像度、酸素プラズマエツチングに対
する耐性等の観点から、ポリマ側鎖のすべて、あるいは
その一部がフェノール性水産基を有する有機基であるア
ルカリ可溶性ポリオルガノシルセスキオキサン系重合体
と、１，２−ナフトキノンジアジド系感光性溶解阻害剤
とを主成分とする有機ケイ素系のポジ型レジスト材料を
用いることが望ましい、これらは。

エチルセロソルブアセテート等の有機溶媒に溶解された
状態で使用され、スピン塗布、あるいはロールコータ塗
布等によって加工面に塗布される。

有機レジスト膜（下層レジスト膜）のドライエツチング
は、通常酸素ガス、あるいは酸素とハロゲン化炭素との
混合ガスを用いて行われる。加工すべき有機レジスト膜
が比較的薄い場合にはハードベークしてもクラック等の
発生はないが、約１０−１以上を超えて厚くなった場合
にはハードベークするとクラックが発生しやすいので好
ましくない。

また、有機レジスト膜のベータ温度が低いと、有機レジ
スト膜と酸素プラズマエツチングに対する耐性の有機ケ
イ素系レジスト膜（上層レジスト膜）とのミキシングが
起こり、酸素プラズマエツチングの後、スライダ用基板
上に残渣（スカム）が発生しやすいので好ましくない。

これをなくするために、発明者らは種々検討を重ねた結
果、有機レジスト膜上に有機ケイ素系レジスト膜を塗布
する前に、有機レジスト膜を酸素プラズマによりライト
エツチング（または酸素プラズマアッシャ処理など）し
たり、ＵＶ（紫外線）照射（またはＤｅｅｐ（探）ＵＶ
照射）したりすれば良いことを見い出した。このような
知見により、上記２層レジスト膜のミキシングの防止と
クラック発生の防止の両方を達成することができた。

また、上記の２層レジストパターンをマスクとしてスラ
イダ用基板をドライエツチングにより加工する方法は、
次のようにして行われる。なお、スライダ用基板材料と
しては、通常、ジルコニア。

チタニア、アルミナ、アルミナチタンカーバイド等の無
機酸化物材料が用いられる。これらの材料からなるスラ
イダ用基板をエツチング加工する際には、アルゴンガス
あるいはアルゴンガスとハロゲン化炭素ガスの混合ガス
を用い、イオンエツチングあるいはスパッタエツチング
法等を用いることにより高精度に加工することができる
。

次に、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダの加工方法に
ついて、第１図を用いて具体的に説明する。

本発明の薄膜磁気ヘッド用のスライダの加工方法におい
て、スライダ用基板１上に有機レジスト膜（下層レジス
ト膜）２を形成する〔第ｉｌｌ　（ｂ）〕、この形成方
法としては１通常、汎用のアルカリ現像型のポジ型ホト
レジスト溶液（例えば、東京応化製０ＦＰＲ−８００な
ど）等をスピン塗布、ロールコータ塗布等によって行う
１次に、この有機レジスト膜２上に、感光性溶解阻害剤
を含み酸素プラズマエツチングに対する耐性を有する有
機ケイ素系レジストからなる上層レジスト膜３を形成す
る〔第１図（ｃ））。

その後、ホトリソグラフィ技術によって、上層レジスト
膜３をパターニングして上層レジストパターン４を形成
し〔第１図（ｄ））、これをマスクとして下層レジスト
膜である有機レジスト膜２を酸素プラズマ等によりドラ
イエツチングする〔第１図（ｅ））、このようにして形
成した２層レジストパターン４．５をマスクとして、ス
ライダ用基板１をアルゴンミリング等でエツチングしく
第１図（ｆ））、最後に有機レジストパターン５をウェ
ットまたはドライプロセスより除去し。

目的のスライダ７を得る〔第１図（ｇ））−本発明の薄
膜磁気ヘッドのスライダの加工方法は、具体的には、次
に示す材料ならびにプロセスを用いれば良い。

上記有機レジスト膜（下層レジスト膜）２としては、ポ
リイミド樹脂系材料、ポリスチレン樹脂系材料、ノボラ
ック樹脂系のポジ型ホトレジスト材料、あるいはポリビ
ニルフェノール系のネガ型ホトレジスト材料などの耐熱
性のある有機高分子材料を加熱乾燥したものであること
が望ましい。

また、有機レジスト膜２の膜厚は、加工すべきスライダ
の加工深さにより異なるが１通常の場合、５〜１００＃
朧の範囲が好ましい、有機レジスト膜２の膜厚が１回の
塗布で得られない場合には、塗布、乾燥（硬化）の工程
を繰り返して行い、所定の膜厚とすることができる。ま
た、上層レジスト膜３とのミキシングを防止するために
、形成した有機レジスト膜（下層レジスト膜）２の全面
にＵＶ照射（またはＤｅｅｐＵＶ照射）を行ったり、ま
た酸素プラズマによりライトアッシングすることが有効
である。

有機ケイ素系レジスト材料としては、例えば、有機ケイ
素系ポジ型ホトレジスト（日立化成工業製ＲＵ−１６０
０Ｐなど）を塗布、乾燥して形成する０通常は、１〜Ｌ
ｏｐ■の厚さで使用される。

そのパターニングは、周知のホトリソグラフィ技術によ
り行われる。すなわち、コンタクトアライナやプロジェ
クションアライナを用いて所定のパターンに露光し、現
像、リンスを行ってレジストパターンを形成する。

有機レジスト膜のドライエツチングに関しては、特に限
定されるものではないが、平行平板型ドライエツチング
装置やマイクロ波エツチング装置などが好適に用いられ
る。エツチングするガスとしては、酸素ガスあるいは酸
素ガスとハロゲン化炭素ガスの混合ガスなどが使用され
る。スライダのエツチング加工には、アルゴンガスある
いはアルゴンガスとハロゲン化炭素ガスの混合ガスを用
いたイオンエツチング、スパッタエツチング等の方法が
用いられる。

以上１本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法に
ついて、使用する材料およびプロセスの実例を挙げて説
明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

〔作用〕

本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダの加工方法において
は、半導体素子の製造に利用されるホトリソグラフィ技
術を用いているために、量産性が高く、かつ、高い製品
歩留りでスライダ加工を行うことが可能となる。また、
高精度の加工の観点からも優れた薄膜磁気ヘッド用スラ
イダの加工方法である。

〔実施例〕

以下に１本発明の具体的実施例を挙げ、図面を用いてさ
らに詳細に説明する。

（実施例１） 第１図（ａ）〜（ｇ）は１本発明の薄膜磁気ヘッド用ス
ライダの加工方法の一例を示す工程図である０図におい
て、ジルコニアからなるスライダ用基板１上に、有機レ
ジスト膜（下層レジスト膜）２として、ポジ型ホトレジ
スト０ＦＰＲ−８００（東京応化製）を塗布し、約５０
＃腸の膜厚に形成した。なお、塗布とベークは４回繰り
返し行った。

ベーク条件は１４０℃７３０分（１回当り）である、こ
のようにして、有機レジスト膜２を得た。

次に、感光性と酸素プラズマエツチングに対する耐性を
有するレジスト材料として、有機ケイ素系ポジ型ホトレ
ジストＲＵ−１６００Ｐ　（日立化成工業製）を用い、
塗布、ベーク（９０℃７３０分）により８＃脂の膜厚に
上層レジスト膜３を形成した。

続いて、この上層レジスト膜３を１通常のホトリソグラ
フィ技術によってパターニングし、上層レジストパター
ン４を形成した。すなわち、１／１プロジエクシヨンア
ライナを用いて約４０００ｍＪ／ｌｄ照射し、アルカリ
現像液（０，６６ｗｔ％−ＮＭＤ−３（東京応化製）〕
を用いて５分間で現像し、流水でリンスすることにより
上層レジストパターン４を得た。

続いて、本実施例では、平行平板型ドライエツチング装
置を用いて酸素ガスにより、露出した下層レジスト膜（
有機レジスト膜）２をエツチング、して下層レジストパ
ターン５を形成した（エツチング条件：酸素圧、５Ｐａ
；酸素流量、３０ｓｅｃｍ（標準ｊ／ｗｉｎ）　；電力
、５００Ｗ：バイアス電圧、−１００Ｖ；エツチング時
間、５ｈ）、この時、下層レジスト膜２は精度良くエツ
チングすることができ高精度の下層レジストパターン５
が得られた。

次に、上記の２層のレジストパターン４．５をマスクと
して、スライダ用基板１をアルゴンのイオンミリングを
約２０時間行い、約２０ｓ園の深さにエツチングしてス
ライダ加工部６を形成した後、レジストパターン５をエ
ツチングにより除去してスライダ７を形成した。

このように、通常のホトリソグラフィ技術を使って、し
かも簡略化したプロセスで高精度にスライダの加工が可
能であることが確認できた。

（実施例２） 第１図に示すスライダ用基板ｌ上に、有機レジスト膜２
としてポジ型ホトレジスト０ＦＰＲ−８６００（東京応
化製）を塗布し、約４０．■の膜厚に形成した。なお、
塗布とベークは３回繰り返した。ベーク条件は１２０℃
／３０分（１回当り）である０次に、感光性と酸素プラ
ズマエツチングに対する耐性を有するレジスト材料を塗
布する前に、有機レジスト膜２の全面にＤｅｅｐＵＶ照
射を行った。なお、照射条件はＸ　ｅ　−Ｈｇランプ（
１５ｍ　Ｗ　／　ｃｄ、２５４ｎｍにおいて）を用いて
５分とした。その後、感光性と酸素プラズマエツチング
に対する耐性を有するレジスト材料として、有機ケイ素
系ポジ型ホトレジストＲＵ−１６００Ｐ（日立化成工業
製）を用い、塗布、ベーク（９０℃／３０分）により５
＃■の膜厚に上層レジスト３を形成した。続いて、この
上層レジスト３を、通常のホトリソグラフィ技術によっ
てパターニングし上層レジストパターン４を形成した。

すなわち、１／１プロジエクシヨンアライナを用いて約
３０００ｍＪ／ｄ照射し、アルカリ現像液（０，６６ｗ
ｔ％−ＮＭＤ−３）を用いて５分間で現像し、流水でリ
ンスすることにより上層レジストパターン４を得た。

続いて、本実施例では、平行平板型ドライエツチング装
置も用いて酸素ガスにより、露出した下層レジスト膜（
有機レジスト膜）２をエツチングして下層レジストパタ
ーン５を形成した（エツチング条件：酸素圧、５Ｐａ　
；酸素流量、３０ｓｃｃｍ；電力、５００Ｗ；バイアス
電圧、−１００Ｖ；エツチング時間、４ｈ）、この時、
下層レジスト膜２は精度良く加工することができ。

高精度の下層レジストパターン５が得られた。

次に、上記の２層のレジストパターン４，５をマスクと
して、スライダ用基板１をアルゴンのイオンミリングを
約２０時間行い、約２０声■深さにエツチングしてスラ
イダ加工部６を形成した後、下層レジストパターンをエ
ツチングにより除去してスライダ７を形成した。

このように２通常のホトリソグラフィ技術を使って、簡
略化したプロセスで高精度にスライダの加工が可能であ
ることが確認できた。

（実施例３〜１０） 実施例１と同様にして、第１表に示す種々の条件でスラ
イダの加工を行った。そのいずれにおいても簡略化され
たプロセスで高精度のスライタ加工が可能であることが
確認できた。

第１表（１） 第１表（２） 〔発明の効果〕 以上詳細に説明したごとく、本発明によれば、ホトリソ
グラフィ技術を、薄膜磁気ヘッド用のスライダの加工に
適用することにより、極めて簡略化された工程で高精度
に加工されたスライダを得ることができる。すなわち、
本発明の薄膜磁気ヘッドのスライダの製造方法に使用さ
れる技術は、シリコン半導体素子の製造工程において使
用される技術であり、量産性と共に低コスト化ならびに
製品歩留りの向上が期待できる。また１本発明の薄膜磁
気ヘッドのスライダの製造方法は、スライダ加工の高精
度化に対しても極めて有効な方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｇ）は本発明の実施例において例示し
た薄膜磁気ヘッドのスライダの加工方法を示す工程図で
ある。 １・・・スライダ用基板、２・・・有機レジスト膜（下
層レジスト膜）、３・・・上層レジスト膜、４・・・上
層レジストパターン、５・・・下層レジストパターン、
６・・・スライダ加工部、７・・・スライダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ホトリソグラフィ技術を用いて薄膜磁気ヘッド用ス
   ライダを加工する方法において、上記スライダの被加工
   面上に、ドライエッチングに対する耐性を有するレジス
   ト材料からなる下層レジスト膜を形成し、該下層レジス
   ト膜上に酸素プラズマエッチングに対する耐性を有する
   上層レジスト膜を形成して２層レジスト膜となし、該２
   層レジスト膜の上層レジスト膜を露光、現像して所定形
   状の上層レジストパターンを形成し、露出した上記下層
   レジスト膜を酸素プラズマエッチングにより除去して、
   上記２層レジスト膜よりなる２層レジストパターンを形
   成し、該２層レジストパターンをマスクとして、上記ス
   ライダの被加工面をエッチングにより加工する工程を含
   むことを特徴とする薄膜磁気ヘッド用スライダの加工方
   法。 ２、請求の範囲第１項において、下層レジスト膜は、膜
   厚が５〜１００μｍのポリイミド樹脂系材料、ポリスチ
   レン樹脂系材料またはノボラック樹脂系材料からなるポ
   ジ型ホトレジスト材料、もしくはポリビニルフェノール
   樹脂系のネガ型ホトレジスト材料よりなり、かつ加熱乾
   燥したものであることを特徴とする薄膜磁気ヘッド用ス
   ライダの加工方法。 ３、請求の範囲第１項または第２項において、酸素プラ
   ズマエッチングに対する耐性を有する上層レジスト膜は
   、アルカリ現像型の有機ケイ素系レジスト材料からなる
   ことを特徴とする薄膜磁気ヘッド用スライダの加工方法
   。 ４、請求の範囲第１項、第２項または第３項において、
   下層レジスト膜をドライエッチングするガスは、酸素ガ
   スもしくは酸素ガスとハロゲン化炭素ガスの混合ガスを
   用いることを特徴とする薄膜磁気ヘッド用スライダの加
   工方法。 ５、請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項にお
   いて、薄膜磁気ヘッド用スライダの被加工面をドライエ
   ッチングするガスは、アルゴンガスもしくはアルゴンガ
   スとハロゲン化炭素ガスの混合ガスを用い、イオンエッ
   チング法またはスパッタエッチング法によりスライダの
   被加工面をエッチングすることを特徴とする薄膜磁気ヘ
   ッド用スライダの加工方法。 ６、請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか１項にお
   いて、上層レジスト膜と下層レジスト膜とのミキシング
   を防止するために、上記下層レジスト膜形成後に、該下
   層レジスト膜の全面にＵＶ（紫外線）照射またはＤｅｅ
   ｐ（深）ＵＶ照射を施すか、もしくは酸素プラズマによ
   りライトアッシングを行うことを特徴とする薄膜磁気ヘ
   ッド用スライダの加工方法。